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Bau einer Grubenbahn-Lokomotive

Als Basis und als Antrieb für die Grubenbahn-Lokomotive dient ein Motorblock aus dem Hause LGB (Lehmann Gross Bahn). Dieser ist fix fertig mit Motor und Stromabnahme. Die robuste Grundlage wurde für den Einsatz und die Ansprüche einer Gartenbahn

konstruiert. Dank Schneckengetriebe, Haftreifen und Antrieb auf beiden Achsen verfügen wir sicherlich über genügend Kraft.

Hinzu kommt ein Chassis und eine Karosserie aus dem Hause Bertram Heyn (www.modell-werkstatt.de). Solltest Du Deine verrückte Maschine, den Computer mal wieder einschalten, kannst Du ja mal seine Webseite besuchen. Er hat sehr viel Zubehör für die Gartenbahn. Bertram Heyn kenne ich von der Messe in Friedrichshafen, welche wir jeweils im November besuchen.
Die Komponenten erhalte ich als Bausatz (138 Teile) und dabei sind alle Teile einfach nur weiss. Nach und nach werden alle Teile um den Motorblock herum gebaut und befestigt.

Jedes einzelne Teil muss aus dem Kunststoffrahmen ausgebrochen und anschliessend sauber geschliffen werden. Mit einem dazu gelieferten Kunststoff-Kleber werden die Teile zusammengesetzt. Hinten und vorne am Motorblock werden zwei Kupplungs-Schächte angebaut, in denen später unsere LGB-Kupplung geschraubt wird. Auch finden ein paar wenige Lampen (LED) ihren Einsatz, die elektrisch mit dem Motorblock verkabelt werden.

Ein paar Arbeitsstunden später und nach dem Einsatz diverser Spraydosen sieht die Sache dann wie folgt aus. Zwei solcher Lokomotiven werden unsere Kieswagen bewegen. Der Lokführer ist Mr. Pettersson (Figur aus der Zeichentrick-Serie Pettersson und Findus). Die unten abgebildete Lokomotive ist noch nicht ganz fertig, es fehlen noch ein einige Details.

Kompletter Zug

Koppeln wir nun noch die richtigen Wagons (Loren) an, sieht der Zug in etwa wie unten auf dem Foto aus. Die Wagen wurden von mir alle umgebaut. Jede Achse verfügt nun über eine Stromabnahme ab der Schiene. Alle diesen Stromabnahmen werden miteinander verbunden und zur Lok geführt. Dies garantiert einen sauberen Betrieb auch bei leicht verschmutzten Gleisen. Vorgesehen sind 3 – 4 Loren pro Zug, das werden wir dann später im Fahrbetrieb noch testen.

Wie auf dem Foto habe ich mich entschieden, die Wagons zu Stossen und nicht zu Ziehen. Das hat zwei wichtige Gründe:

1. Am oberen Ende der Strecke können wir nicht mit der Lok durch die Entladestation fahren. Die Lok ist dafür zu gross, respektive die Entladestation zu schmal. Dieses Problem lösen wir, wenn wir die Wagons stossen.
2. Eigentlich werden bei Bahnen mit konstanter Steigung die Wagen immer aus Sicherheitsgründen gestossen. Würde sich ein Wagen mal versehentlich
   abkoppeln, kann er nicht alleine und unkontrolliert ins Tal rollen. Auch dies kann durch stossen der Wagons verhindert werden.

Philipp Keller

Umbau FALLER Portalkran

Das Projekt beschreibt den Umbau des Faller Portalkrans 120162. Der Kran soll mit diversen Funktionen ausgestattet und digitalisiert werden.

Anforderungs-Profil / Leistungsumfang

• Der Kran kann 360° und endlos drehen (links / rechts).
• Der Kran ist mit einer funktionsfähigen Seilwinde ausgestattet (auf / ab).
• Die Führerkabine wird beleuchtet, weiter sind auch zwei Arbeitsscheinwerfer unterhalb der Führerkabine angebracht.
• Anfangs wurde darüber nachgedacht, den kompletten Portalkran auf Schienen fahren zu lassen. Da diese Anforderung auf unserer Anlage nicht nötig ist, wurde diese Funktion nicht ausgebaut. Eine Machbarkeit ist jedoch gegeben.

Grundlegende Gedanken vor dem Start

Der originale Fallermotor kann nach anfänglicher Voreinstellung nur in eine Richtung drehen. Dies schränkt uns ein. Daher ist der Motor für unser Projekt ungeeignet.
Es soll möglich sein den Kran unendlich in beide Richtungen zu Drehen, dies setzt einen elektrischen Drehkontakt voraus. Es ist relativ einfach möglich einen 2-poligen Drehkontakt zwischen Grundgestellt und Kabine zu realisieren. Das reicht für die Übertragung des Digitalsignals aus. Da ich den Kran nur mit einem Decoder ansteuern möchte, wird somit auch klar, dass die gesamte Technik in der drehbaren Krankabine untergebracht werden muss. Es wird sehr eng Decoder, Motoren und Elektronik einzubauen, es ist jedoch möglich.
Aus Platzgründen muss auf aufwändige Getriebe verzichtet werden, fertige Getriebemotoren sollen den Platz- wie auch Leistungsbedarf abdecken.
Alle Komponenten müssen während des Zusammenbaus des Krans angepasst und eingebaut werden. Ein nachträgliches automatisieren ist nach meinen Erkenntnissen nicht möglich.

Die wichtigsten Komponenten

• 4 Stk. FRT5  12Volt Relais mit 2 Wechsler Kontakten        CONRAD 507 435
• 2 Stk. Getriebemotoren XDRIVE 3 – 6 Volt                         CONRAD 239 067
• 1 Stk. Hartpapier Lochraster-Platine SU528455               CONRAD 531 355
• 1 Stk. ESU LokPilot V4.0                                                     ESU 54614
• 1 Stk. ESU 21MTC Adapterplatine                                      ESU 51967
• 2 Stk. LGB Federkontakt                                                     LGB 63120

Beginn des Aufbaus

Anders als in der FALLER-Anleitung beschrieben rate ich dringend, mit den beiden Grundplatten (Krankabine und Grundgestell) zu beginnen. Es soll zuerst der Drehkontakt und der Motor, welcher die Drehbewegung ausführt, zusammengebaut werden. Dabei ist die drehende Welle des Getriebemotors mittels einem kleinen Messingröhrchen zu verlängern. Das Messingröhrchen sollte mit der Motorwelle verlötet werden. Der Motor wird stehend und genau im Zentrum des Drehpunktes eingebaut. Die vier Rollen-Attrappen aus Kunststoff, welche dem Bausatz beiliegen, können weggelassen werden. Als Ersatz dient eine M8 Unterlagscheibe und die beiden LGB Federkontakte, welche zugleich den einen Pol des Drehkontaktes bilden. Beachte die nachstehende Beschreibung des Drehkontaktes.

Der Drehkontakt
Hier wird der Drehkontakt mit den zwei Polen und der Einbau des ersten Motors (Drehbewegung) beschrieben. Ich weise nochmals ausdrücklich darauf hin, dass zuerst dieser Teil fertig aufgebaut und getestet werden soll.

Erster Pol
Der erste Pol des Drehkontaktes ergibt sich praktisch von selbst. Verschiedene Versuche und Dauertest haben gezeigt, dass der Motor mit dem Getriebeblock problemlos ein elektrisches Potential endlos drehend übertragen kann. Das heisst, dass die Einspeisung dieses einen Pols an der Verlängerung der drehenden Welle erfolgen kann. Am Messingblock des Getriebes kann das zweite Kabel und somit die Stromabnahme angelötet werden. Dieses Kabel ist später mit der Printplatte zu verbinden. Diese Übertragung hat bei mir einwandfrei und ohne Störungen funktioniert. Für mehr Details beachte bitte die nachstehende Skizze, die grünen Linien zeigen die beiden Kabel.

Zweiter Pol
Der zweite Pol ist etwas komplizierter. Vom Prinzip her drücken die beiden Federkontakte aus dem LGB Gartenbahn Sortiment auf eine M8 Unterlagscheibe und stellen so eine Übertragung bei endloser Drehung sicher. Die beiden Federkontakte sind im richtigen Abstand in den Gehäuseboden der Kabine zu bohren und anschliessend zu verkleben. Hier empfehle ich einen guten 2-Komponenten-Kleber wie zum Beispiel Araldit. Die Unterlagscheibe ist auf die Grundplatte des Gestells zu kleben, auf eine saubere Ausrichtung gegenüber dem Zentrum ist zu achten. Elektrisch wird an die U-Scheibe ein Kabel angelötet, dieses dient der Einspeisung des zweiten Pols. Weiter sind die beiden Federkontakte mittels weiteren Kabeln zu verbinden und werden anschliessend aus die Platine geführt (Stromabnahme). Beachte hierzu ebenfalls die nachstehende Skizze, die roten Linien stellen die Kabel des 2. Pols dar.

Hinweis zum Zusammenbau:
Der Motor ist beim Zusammenbau fest mit der Grundplatte der Krankabine zu verbinden. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten. Auf der Stirnseite des Getriebemotors sind zwei winzige Gewinde angebracht die eine Grösse von 1mm oder 1,5mm aufweisen. Wer mit so kleinen Schrauben geübt ist, kann den Motor gut mit der Grundplatte verschrauben. Alternativ kann der Motor auch verklebt werden. Dabei ist aber unbedingt zu berücksichtigen, dass die winzigen Zahnräder oder die Motorwelle nicht mit Kleber in Kontakt geraten.

(M8 Unterlagscheibe auf Kran Grundgestell)
Die Verlängerung der Motorwelle (Messingröhrchen) ist auf der anderen Grundplatte (Gestell) ebenfalls fest zu verbinden. Sehr gut passt dafür eine dünne Messingplatte, welche die Grösse des ursprünglichen Motorraums aufweist und im Zentrum ein Loch in der Grösse des Messingröhrchens vorgebohrt bekommt. Diese kann zunächst mit der Grundplatte verklebt und schliessend mit der Motorwellen-Verlängerung verlötet werden. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Motorwellen-Verlängerung nicht in Kontakt mit der Unterlagscheibe gerät! (Kurzschlussgefahr!)

Der Test
Ist soweit alles zusammengebaut, der Kleber trocken und die Kabel verlötet, wäre es sinnvoll das Ganze vor dem Weiterbau zu testen. Hierfür werden die beiden Kabel des Drehkontaktes auf der einen Seite direkt mit dem Motor und auf der anderen Seite mit einer 3-Volt Spannungsquelle (Labornetzgerät oder Batterie) verbunden.
Nun soll der Motor und der Drehkontakt mal sicher einen Dauertest von 2 Stunden pro Drehrichtung (links / rechts) überstehen.
Ist das soweit ok, sind die Kabel von Stromquelle und Motor zu trennen. Anschliessend geht es hier weiter im Text.

Das Grundgestell, die Krankabine mit Arbeitsscheinwerfer

In einem nächsten Arbeitsschritt kann das komplette Grundgestellt fertig zusammengebaut werden. Die beiden Zuleitungen sind sauber an einer Stütze zu führen und zu befestigen. Ebenfalls können an der Kabine die beiden Seitenwände sowie Rückwand und Trennwand zum Führerstand verklebt werden.

In das schräge Frontteil unterhalb der Frontscheibe können die beiden Arbeitsscheinwerfer eingearbeitet werden. Dafür werden handelsübliche LED’s verwendet und können wahlweise 3 oder 5mm Durchmesser  sowie eine beliebige Farbe aufweisen. Elektrisch werden die beiden „+“ und „-„ –Pole miteinander verbunden und mit 2 Kabel versehen, welche später auf die Leiterplatte verbunden werden. Die Vorwiderstände sowie die Führerstandsbeleuchtung sind gemäss Schema direkt auf der Leiterplatte verbaut.

(Führerstand mit Kranführer und Arbeitsscheinwerfer)
Ist auch dies geschehen, kann der Führerstand nach Anleitung zusammengebaut werden. Die beiden Kabel der Arbeitsscheinwerfer werden in den Innenraum der Krankabine geführt.  Die Montage aller Dächer bleibt vorerst noch aus. Optional kann an dieser Stelle auch noch ein Kranführer in den Führerstand montiert werden.

Die Seilwinde

Die Seilwinde besteht im Prinzip nur aus dem 2. Getriebemotor, dessen Welle wiederum mittels einem Messingröhrchen verlängert wird. Die Länge ist dabei so zu wählen, dass das Ganze zwischen senkrecht eingebautem Drehmotor und Kabinenrückwand Platz findet. Die Schnur wird auf das Messingröhrchen aufgerollt, wobei die breite der Wicklung seitlich zu begrenzen ist. Ich habe diese Begrenzung mittels zwei kleinen Unterlagscheiben (M4) gelöst. Diese habe ich rechtwinklig auf das Röhrchen geklebt.

(Getriebemotor mit Achsverlängerung und seitliche Begrenzungen à Seilwinde)
Weiter wird an dieser Stelle empfohlen, die Durchführung der Schnur durch das Dach anzupassen. Dafür sollte nun die ganze Dachkonstruktion mit den Seilrollen zusammengebaut werden. Ich empfehle die Kunststoffseilrollen durch Metallrollen aus dem Modellbau zu ersetzen. Auch ist die Lagerung auf Metallachsen zu empfehlen.

Die Elektronik

Während die LED’s direkt via Leiterplatte mit dem Decoder verbunden werden, schalten wir jeden Motor jeweils über 2 Relais. Dafür schicken wir zunächst das Digitalsignal über eine Gleichrichterschaltung um die richtige Spannung für die Motoren zu erzeugen. Die anschliessenden Relais verfügen über einen Öffner wie auch über einen Schliesser Kontakt. In der Grundstellungen liegen beide Kontakte des jeweiligen Motors an „-„ Potential und es geschieht also nichts. Zieht das erste Relais auf, wechselt der erste Kontakt das Potential von „–„ auf „+“ und der Motor beginnt sich zu drehen, zum Beispiel nach links. Ist die gewünschte Position erreicht, fällt der Kontakt zurück auf „-„ und der Motor bleibt stehen. Die das zweite Relais auf, wechselt der zweite Kontakt das Potential von „–„ auf „+“ und der Motor dreht in die andere Richtung. Mit der nachstehenden Schaltung erreichen wir also eine Umpolung des Motors.

(Elektronikplatine mit ESU-Decoder, Umschaltrelais und Stecksockel)

Philipp Keller, 14.08.2014 (Liegestuhl am Gardasee)